基于大气传输模型的动态目标红外成像仿真

在建立目标热模型的基础上,考虑了红外辐射的大气吸收模型,进而提出了在动态目标红外仿真中大气透率的计算方法。利用计算机实现了汽车的三维造型,汽车表面红外辐射的计算大,气衰减量的计算,得到了经过大气衰减的红外模拟热像。     

地面坦克目标红外热成像物理模型研究

根据红外成像的基本流程，研究并建立了地面坦克的红外物理模型。针对复杂场景分别对目标和背景部分建模、求取温度场分布，同时考虑目标和背景之间的相互作用得到完整的场景红外理论模型；考虑红外辐射的大气吸收，建立了大气衰减模型；模拟红外传感器的工作特性建立成像综合响应模型。最后给出了地面坦克目标热成像系统的仿真流程，利用该系统可以在试验环境下进行目标的红外仿真，为红外系统以及武器的研制提供经济快捷的手段。     

红外目标温度场及辐射通量的计算

针对红外目标的温度场和红外辐射通量的计算进行了研究。首先,研究了一般情况下的背景辐射,将背景辐射区分为三个部分,两种状态,分别予以讨论;随后,建立了几种简单形状物体的理论模型,利用这几种简单的模型,综合成复杂形状目标的模型,进而求解复杂形状物体的表面温度场;最后,给出了目标红外辐射通量的计算方法,并计算了某目标表面在两种情况下的温度。     

红外隐身涂料涂敷效果仿真

通过涂料的涂敷实现隐身是装备隐身的主要手段之一。针对涂敷过程的特点,提出了一种涂敷效果的红外仿真模型。首先,根据海上目标的特定环境,基于目标面元的计算,建立了海上目标的红外隐身涂料辐射模型;其次,根据探测器目标检测特点,给出了相应的红外检测模型;最后,综合目标的辐射与探测器的接收效果,给出了整体的涂敷仿真方法,建立了相应的涂敷效果仿真平台。多种实验证明,本文的算法速度快,红外仿真效果与实际接近,并且可以通过参数方便地进行调整,以显示不同涂敷方法和不同环境下的影响效果。     

星载太赫兹高频段大气背景辐射特性研究

太赫兹7~10 THz与红外相邻, 在空间态势感知、目标探测领域具有独特的优势。本文基于辐射传输原理对大气背景辐射特性进行研究。利用高分辨率分子吸收谱线数据库(high-resolution transmission molecular absorption database，HITRAN)对大气辐射传输模拟器(atmospheric radiative transfer simulation，ARTS)进行太赫兹高频段频谱扩展。结合欧洲中尺度天气预报中心再分析数据集中期(European center for medium-range weather forecasting reanalysis-interim，ERA-interim)仿真冬夏两季海洋与沙漠的大气透过率。再选用窗口频段和吸收频段的点频仿真月平均和单日全球大气背景亮温, 分析温度和水汽敏感性。结果表明, 吸收频段相较于窗口频段背景亮温更低更稳定, 可作为空间目标探测的频段选择; 窗口频段亮温的主要贡献来自温度水汽变化频繁的对流层0~10 km高度, 吸收频段则来自于温度水汽稳定的平流层15~30 km高度, 这是导致大气背景亮温差异的重要原因。     

空中复杂目标对背景红外辐射的散射的并行计算

提出一种快速计算非朗伯面空中复杂目标对背景辐射的散射的方法。使用Modtran软件计算天地背景红外辐射亮度。将复杂目标表面划分成三角面元并在探测方向进行遮挡消隐处理,在图形处理器（graphic processing unit, GPU）内按背景光入射方向划分计算线程,线程内利用五参数双向反射分布函数（bidirectional reflectance distribution function, BRDF）模型计算可见面元对一个方向入射的红外辐射的散射亮度。把所有可见面元的计算结果加权平均获得复杂目标对背景辐射的散射亮度。通过对某飞机目标的计算结果对比发现,基于GPU的并行算法计算速度比中央处理器(central processing unit, CPU)提高了百倍以上。     

基于数字高程模型的复杂地表红外辐射特性模拟

针对大规模地面背景红外仿真真实性差、对国外软件依赖性强的现状,提出了一种基于数字高程模型的通用的地表红外辐射特性模拟方法。首先,建立了任意倾斜表面的红外辐射求解方程;然后,提出了基于图像分割技术的三维地表红外辐射材质索引图像生成方法,并结合数字高程数据,给出了三维地表零视距红外辐射计算方法;最后,基于OpenGL实现了大规模三维地表的红外辐射特性模拟。实验结果表明,方法有效提高了地物背景的红外辐射特性模拟细节和真实性。     

红外诱饵弹气动辐射特性数学建模与仿真

红外诱饵弹是当前世界上最常用的红外对抗手段,它的红外辐射特性与其气动特性密切相关.为了描述气动特性对红外诱饵弹成像与非成像红外辐射性能的影响,首先应用流体力学与热传导理论,建立了红外诱饵弹的气动数学模型;其次从统计学的角度上提出了等效分子黑体假设,并运用概率论推导出一种计算热气体红外辐射特性的新方法;最后对红外诱饵弹气动辐射特性进行了仿真.仿真结果验证了所建模型的正确性.     

再入大气层弹道导弹弹头及其伴随重诱饵的红外辐射特性

再入大气层弹道导弹弹头及其伴随重诱饵的红外辐射特性是识别弹头和诱饵的重要特征,在反突防中具有十分重要的意义.本文介绍了一种计算再入大气层弹道导弹弹头及其伴随重诱饵红外辐射特性的计算方法,并以实际的弹头和诱饵为例,计算了在再入段飞行高度分别为80km,60km,40km和20km时它们的红外辐射波谱.     

虚拟环境红外物理模型研究

分析了影响自然环境和人造建筑红外特性的各种因素，按照红外辐射的基本规律，建立了红外物理模型，环境的红外辐射图像和可见光图像是密切相关的，增添材料和气候信息，配合视景数据库中的环境，实体几何模型，可计算出观测环境的辐射亮度，最后转化为探测器图像，本文方法可提供包括自然背景，人造建筑在内的虚拟环境的约年探测器图象的显示，适用于动态变化的环境和目标。     

窗口辐射对红外成像探测影响的研究

首先分析高速飞行器采用红外成像制导遇到的头罩热辐射问题,通过研究自然背景和光学窗口辐射背景影响红外成像系统灵敏度的特点,提出减小高速飞行器红外头罩热辐射影响的技术途径。介绍了中波窗口材料热辐射对红外成像器图像影响的试验情况,对红外成像系统在高温窗口存在的条件下实现目标跟踪的可能性和技术途径进行了分析。     

背景辐射对拦截器导引头探测性能的影响分析

在综合考虑背景辐射、光学系统近场辐射、探测器及其后续处理电路和焦平面非均匀性噪声影响的基础上,建立了拦截器导引头红外传感器的探测性能模型。根据文献给定的拦截器导引头参数对模型进行了验证,并利用所建立的模型分析了背景辐射对拦截器探测性能的影响。提出的方法和模型具有通用性,可用于分析背景辐射影响下各种拦截器红外导引头的探测能力。     

机载诱饵弹与烟幕弹的组合使用方法研究

现役红外诱饵弹和载机在运动特性、辐射特性上存在着差异,无法对某新型红外制导导弹进行有效干扰。把载机、烟幕弹、诱饵弹和导弹作为一个复杂系统进行红外对抗仿真,将烟幕弹、诱饵弹的发射时机、初始速度大小及方向与载机的正确规避相结合,不仅解决了相对飞机的高速气流对烟幕的影响问题,而且得出了机载诱饵弹与烟幕弹组合使用的有效干扰方法。     

K波段双圆极化波导阵列天线设计

传统的双极化波导缝隙天线阵每种极化方式交叉极化较差,极化端口隔离度不高,尤其实现共口径辐射难度较大。介绍了一种K波段双圆极化波导阵列天线设计方法, 重点讨论了高效率共口径双极化辐射单元、宽带圆极化器、低损耗波导馈电网络。利用仿真软件进行了优化仿真分析,在此基础上研制了样件,对其电性能进行了测量。测试结果表明,此双圆极化波导阵列天线具有效率高、轴比带宽宽、隔离度高等特点。     

基于近场扫描的移动通信卫星EMC性能评估

针对移动通信卫星射频载荷产生的系统内和系统间复杂电磁兼容性问题,以及批产化研制特点带来的非专门电磁兼容性试验验证评估需求,提出了一种基于近场扫描的电磁兼容性评估方法。针对卫星载荷的辐射影响,采用柱面近场扫描获得载荷的近场辐射特性,用于系统内的电磁兼容性分析。基于近远场变换技术获得远场辐射特性,用于星座系统间的电磁兼容性评估。给出了探头补偿方法和扫描步进优化方法来提高测试准确度和测试效率。仿真和试验校验证明了方法的有效性。将该方法应用到卫星系统内和系统间电磁兼容性(electromagnetic compatibility, EMC)分析评估中,结果表明方法可有效满足工程应用需求。     

基于近场扫描的移动通信卫星EMC性能评估

针对移动通信卫星射频载荷产生的系统内和系统间复杂电磁兼容性问题,以及批产化研制特点带来的非专门电磁兼容性试验验证评估需求,提出了一种基于近场扫描的电磁兼容性评估方法。针对卫星载荷的辐射影响,采用柱面近场扫描获得载荷的近场辐射特性,用于系统内的电磁兼容性分析。基于近远场变换技术获得远场辐射特性,用于星座系统间的电磁兼容性评估。给出了探头补偿方法和扫描步进优化方法来提高测试准确度和测试效率。仿真和试验校验证明了方法的有效性。将该方法应用到卫星系统内和系统间电磁兼容性(electromagnetic compatibility, EMC)分析评估中,结果表明方法可有效满足工程应用需求。     

单层和双层手征微带偶极子天线的辐射特性

本文首先给出了有金属衬底的任意分层手征介质中的并矢格林函数,由此分析了单层和双层手征微带偶极子天线的辐射场特性,并且给出了对应于不同手征导纳的手征微带偶极子的辐射场方向图。结果表明,选择合适的电磁参数和几何尺寸,可以制成高增益、宽频带手征微带天线。     

雷达半实物仿真及其关键技术研究进展

雷达半实物仿真具有成本低、灵活性强、保密性好等诸多优势。但是,随着雷达系统工作模式和处理过程日益复杂、目标姿态日渐多变,雷达半实物仿真在微波暗室脉冲信号等效测量、目标动态特性高逼真模拟等方面的挑战不断涌现。从射频注入式和辐射式两个方面,对雷达半实物仿真技术的发展历程、技术特点和实现难点进行了总结梳理,着重分析了雷达射频辐射式仿真中微波暗室设计、近距离实验、目标特性模拟与测量方法等关键技术。进一步对辐射式半实物仿真中雷达脉冲等效测量面临的瓶颈问题和解决方法进行归纳分析,为雷达半实物仿真的发展方向提供了参考与依据。